APPORT DE LA MICROCARACTERISATION ACOUSTIQUE A LA TRIBOLOGIE - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1996

MIKROKARAKTERISIERUNG AKUSTISCHER BEITRAG ZUR TRIBOLOGIE

MICROCARACTERISATION ACOUSTIC CONTRIBUTION TO THE TRIBOLOGY

APPORT DE LA MICROCARACTERISATION ACOUSTIQUE A LA TRIBOLOGIE

Résumé

Die tribologische Lebensdauer eines trockenen Kontakts wird aus den ersten Relativbewegungen der ersten Körper herausgespielt. Dies ist die Entwurfsphase des Kontakts, die lokal für eine auferlegte Normalkraft die Tangentialkraft bestimmt, die erlebt. Diese Kräfte bestimmen das Feld der Zwänge, auf die die ersten Körper reagieren. Diese Reaktion oder Phase der Geburt wird durch das Verhalten der ersten Körper übersetzt, das von der Initiierung von Rissen bis zur brutalen Ablösung der Partikel reicht, die den dritten Körper bilden. Die Untersuchung dieser Reaktion umfasst das Messen der elastischen Eigenschaften der Beschichtungen und der Haut der ersten Körper, das Lokalisieren und Überwachen sowohl der Ausbreitung von Rissen als auch von Strukturänderungen, die zum Ablösen von Partikeln führen. Bis dahin wurden diese Arbeiten mit destruktiven Methoden durchgeführt. Die Originalität bestand hier in der Verwendung einer akustischen Mikrokaraktisierung, die es ermöglicht, die lokalen Variationen der elastischen Eigenschaften der Oberfläche und der Unteroberfläche der ersten Körper zu visualisieren und diese aus der Messung der akustischen Signatur zu quantifizieren. Hierzu wurde ein Reibungssimulator an die Anforderungen der akustischen Mikrokaraktisierung angepasst. Parallel dazu hat ein externes Labor ein akustisches Mikroskop an die Anforderungen der Tribologie angepasst. Es ist daher eine Premiere, die ein neueres Charakterisierungswerkzeug mit einem neuen Forschungsgebiet kombiniert. Infolgedessen erforderte die Arbeit eine sehr starke Einbeziehung in die akustische Mikroskopie und Tribologie sowie eine große Konstanz, um viele wissenschaftliche und technische Gefahren zu lösen und schließlich die Leistung des akustischen Mikroskops im Vergleich zur Reaktion der ersten Körper zu bewerten. Diese Arbeit verwirklichte eine Idee.
The tribological life of a "dry contact" takes place from the first relative movements of the first bodies. It concerns the phase of conception of the contact that determines locally, for an imposed normal force, the tangential force generated. These forces determine the stress field endured by the first bodies. This response or phase of birth is translated in the first bodies behaviour that goes from crack initiation to the brutal particle detachment that constitutes the third body. The study of this response implies the measurement of elastic characteristics of coatings and the skin of the first bodies, then the location and of the propagation of cracks, and the changes of structure that lead to the particles detachment. Up to-there, this study has been performed using destructive methods. The originality of the current work, has been to use the acoustic microcharacterization that allows to visualize local variations of elastic properties of the surface and the subsurface of the first bodies and to quantify these properties from the measurement of the acoustic signature. For this, a rubbing simulator has been adapted to the acoustic microcharacterization. In parallel, an external laboratory adapted an acoustic microscope to the tribological purposes. It concerns therefore a first study, that combines a tool of very recent characterization to an area of study all as new. Consequently, the work has demanded a very strong implication in acoustic microscopy and in tribology as well as a great persistence to solve many technical and scientific problems in order to evaluate performances of the acoustic microscope with regard of the first body responses. This work has transformed an idea into a reality.
La vie tribologique d'un "contact sec" se joue dès les premiers mouvements relatifs des premiers corps. Il s'agit de la phase de conception du contact qui détermine localement pour une force normale imposée, la force tangentielle subie. Ces forces déterminent le champ de contraintes auxquelles répondront les premiers corps. Cette réponse ou phase de naissance se traduit par des comportements des premiers corps qui vont de l'amorçage de fissures au détachement brutal des particules qui constitueront le troisième corps. L'étude de cette réponse implique la mesure des caractéristiques élastiques des revêtements et de la peau des premiers corps puis la localisation et le suivi à la fois, de la propagation des fissures, et des changements de structure qui conduisent au détachement de particules. Jusque-là, ce travail était conduit à partir de méthodes destructrices. L'originalité ici, a été d'utiliser la microcaractérisation acoustique qui permet de visualiser les variations locales des propriétés élastiques de la surface et de la sous-surface des premiers corps et de les quantifier à partir de la mesure de la signature acoustique. Pour cela, un simulateur de frottement a été adapté aux impératifs de la microcaractérisation acoustique. En parallèle, un laboratoire extérieur adaptait un microscope acoustique aux impératifs de la tribologie. Il s'agit donc d'une première qui allie un outil de caractérisation très récent à un domaine d'étude tout aussi neuf. Par conséquent le travail a demandé une très forte implication en microscopie acoustique et en tribologie ainsi qu'une grande constance pour résoudre de nombreux aléas scientifiques et techniques puis enfin d'évaluer les performances du microscope acoustique en regard de la réponse des premiers corps. Ce travail a transformé une idée en une réalité.
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These GUETTECHE (APPORT DE LA MICROCARACTERISATION ACOUSTIQUE A LA TRIBOLOGIE) INSA-Lyon1996.pdf (11.03 Mo) Télécharger le fichier
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  • HAL Id : tel-02366653 , version 1

Citer

Youcef Guetteche. APPORT DE LA MICROCARACTERISATION ACOUSTIQUE A LA TRIBOLOGIE. Génie mécanique [physics.class-ph]. Insa Lyon; LaMCoS - Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures, UMR 5259 (Lyon, INSA), 1996. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02366653⟩
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